(57)【要約】【課題】  電子ビームの蛍光体に対する位置ズレ量が低減され、画像品位の良いカラー受像管を提供する。【解決手段】  パネル１の内面に形成された蛍光体スクリーン５に対向してシャドウマスク７が設けられている。シャドウマスク７の有孔領域内には、複数の電子ビーム通過孔３０と複数の凹部４０とが形成されている。単位面積あたりの凹部４０の面積は、有孔領域の中心から周辺に行くにしたがって大きくなっている。【選択図】  図４
2006269309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、
前記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、
複数の電子ビーム通過孔が形成された矩形状の有孔領域を備え、前記蛍光体スクリーンに対向して配置されたシャドウマスクと
を備えたカラー受像管であって、
前記シャドウマスクは、前記有孔領域内に複数の凹部を有し、
単位面積あたりの前記凹部の面積が、前記有孔領域の中心から周辺に行くにしたがって大きくなっていることを特徴とするカラー受像管。
【請求項２】
前記カラー受像管の管軸をＺ軸、前記有孔領域の長辺と平行で前記Ｚ軸と直交する軸をＸ軸、前記有孔領域の短辺と平行で前記Ｚ軸及び前記Ｘ軸と直交する軸をＹ軸としたとき、
前記凹部は長手方向及び短手方向を有し、前記凹部の前記長手方向の両端点のうち、前記Ｘ軸から遠い側の端点は前記Ｘ軸に近い側の端点よりも前記Ｙ軸寄りに位置し、前記凹部の平面形状が前記Ｘ軸に関して対称である請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項３】
前記カラー受像管の管軸をＺ軸、前記有孔領域の長辺と平行で前記Ｚ軸と直交する軸をＸ軸、前記有孔領域の短辺と平行で前記Ｚ軸及び前記Ｘ軸と直交する軸をＹ軸としたとき、
前記Ｙ軸方向に互いに隣り合う２つの前記凹部間の前記Ｙ軸方向の距離は、前記Ｙ軸に近い側よりも、前記Ｙ軸から遠い側の方が小さい請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項４】
内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、
前記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、
複数の電子ビーム通過孔が形成された矩形状の有孔領域を備え、前記蛍光体スクリーンに対向して配置されたシャドウマスクと
を備えたカラー受像管であって、
前記シャドウマスクは、前記有孔領域内に複数の凹部を有し、
前記カラー受像管の管軸をＺ軸、前記有孔領域の長辺と平行で前記Ｚ軸と直交する軸をＸ軸、前記有孔領域の短辺と平行で前記Ｚ軸及び前記Ｘ軸と直交する軸をＹ軸としたとき、
前記凹部は長手方向及び短手方向を有し、前記凹部の前記長手方向の両端点のうち、前記Ｘ軸から遠い側の端点は前記Ｘ軸に近い側の端点よりも前記Ｙ軸寄りに位置し、前記凹部の平面形状が前記Ｘ軸に関して対称であることを特徴とするカラー受像管。
【請求項５】
内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、
前記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、
複数の電子ビーム通過孔が形成された矩形状の有孔領域を備え、前記蛍光体スクリーンに対向して配置されたシャドウマスクと
を備えたカラー受像管であって、
前記シャドウマスクは、前記有孔領域内に複数の凹部を有し、
前記カラー受像管の管軸をＺ軸、前記有孔領域の長辺と平行で前記Ｚ軸と直交する軸をＸ軸、前記有孔領域の短辺と平行で前記Ｚ軸及び前記Ｘ軸と直交する軸をＹ軸としたとき、
前記Ｙ軸方向に互いに隣り合う２つの前記凹部間の前記Ｙ軸方向の距離は、前記Ｙ軸に近い側よりも、前記Ｙ軸から遠い側の方で小さいことを特徴とするカラー受像管。
【請求項６】
前記凹部は前記シャドウマスクの前記電子銃側の表面に形成されている請求項１〜５のいずれかに記載のカラー受像管。
【請求項７】
前記電子ビーム通過孔は、前記シャドウマスクの前記蛍光体スクリーン側の表面から形成された大孔と前記電子銃側の表面から形成された小孔とが連通してなる貫通孔であり、
前記カラー受像管の管軸をＺ軸、前記有孔領域の長辺と平行で前記Ｚ軸と直交する軸をＸ軸、前記有孔領域の短辺と平行で前記Ｚ軸及び前記Ｘ軸と直交する軸をＹ軸としたとき、
複数の前記小孔が前記Ｙ軸と略平行な方向に並んで小孔列を形成しており、前記複数の凹部が前記Ｙ軸と略平行な方向に並んで凹部列を形成しており、
前記小孔列と前記凹部列とがＸ軸方向に交互に配置されており、
前記凹部列の中心から、この凹部列に対して前記Ｙ軸側に隣り合う前記小孔列の中心までの距離をＤａ、この凹部列に対して前記Ｙ軸とは反対側に隣り合う前記小孔列の中心までの距離をＤｂとしたとき、Ｄａ＞Ｄｂを満足する請求項１〜６のいずれかに記載のカラー受像管。
【請求項８】
前記パネルの外面の曲率半径が１０，０００ｍｍ以上である請求項１〜７のいずれかに記載のカラー受像管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシャドウマスクを備えたカラー受像管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にカラー受像管は、ほぼ矩形状のパネルの内面に、各色に発光する３色蛍光体が塗り分けられたほぼ矩形状の蛍光体スクリーンを有し、この蛍光体スクリーンに対向して、ほぼ矩形状のシャドウマスクが配置されている。シャドウマスクは、外周部に折り曲げ形成されたスカート部を介して、マスクフレームに固定される。このシャドウマスクの蛍光体スクリーンと対向する有孔領域には、多数の電子ビーム通過孔（開孔）が所定の配列で規則正しく形成されている。有孔領域は、蛍光体スクリーンとの間の間隔が略一定となるように、曲面形状に形成されている。カラー受像管のネック内に配設された電子銃から、集束及び加速された３電子ビームが蛍光体スクリーンに向かって放出される。３電子ビームは、カラー受像管の外周面上に搭載された偏向装置により垂直方向及び水平方向に偏向され、略矩形の蛍光体スクリーンを走査する。各電子ビームは、シャドウマスクの開孔を通過する際に選別されることにより、所望する色の蛍光体に正確に入射（ランディング）することができる。
【０００３】
シャドウマスクは、以上のような色選別機能を有する重要な部材の一つである。この色選別機能が良好に発揮されないと、シャドウマスクの開孔を通過した電子ビームが所望する蛍光体以外の蛍光体に入射して、いわゆる色ズレと呼ばれる色純度の劣化が生じる。カラー受像管の蛍光体スクリーン上に色ズレのない画像を表示するためには、シャドウマスクの各開孔と対応する蛍光体との間の相対的位置関係を、カラー受像管の動作中に常に確保する必要がある。これを実現するためには、シャドウマスクと蛍光体スクリーンとの間隔（ｑ値）を一定の許容範囲内に常に保持しなければならない。
【０００４】
シャドウマスクを備えたカラー受像管の動作中、シャドウマスクの開孔を通過して蛍光体スクリーンに到達する電子は、電子銃から放出される電子ビームの全電子の１／３以下であり、残りはシャドウマスクに衝突して熱エネルギーとなりシャドウマスクを加熱する。その結果、シャドウマスクは熱膨張して、蛍光体スクリーン側に膨出するように変形する、いわゆるドーミング現象が生じる。このドーミング現象によりシャドウマスクと蛍光体スクリーンとの間隔が許容範囲を超えると、蛍光体に対する電子ビームの入射位置がずれ、色ズレが生じる。このシャドウマスクの熱膨張による電子ビームの入射位置ズレの大きさは、表示される画像パターンの輝度及びその継続時間などにより大きく異なる。近年の画面の大型化に伴う高偏向角化並びに画面の平坦化により、この色ズレは一層深刻となってきている。
【０００５】
ところで、従来より、各種目的のために、有孔領域内に各種凹部が形成されたシャドウマスクが提案されている。
【０００６】
特許文献１には、シャドウマスクの蛍光体スクリーン側の面に、水平方向に延びた溝状部を形成することにより、シャドウマスクの成形性を向上させることが記載されている。
【０００７】
特許文献２には、シャドウマスクの水平方向の曲率Ｋｘと垂直方向の曲率Ｋｙとの関係がＫｘ＞Ｋｙの領域に、水平方向に延びた溝状の薄肉部を形成することにより、平均曲率Ｋへの曲率Ｋｘの寄与の度合いを大きくしてドーミング量を低減させることが記載されている。
【０００８】
特許文献３には、シャドウマスクの水平方向の曲率Ｋｘと垂直方向の曲率Ｋｙとの関係がＫｘ＜Ｋｙの領域に、垂直方向に延びた細長い溝状の薄肉部を形成することにより、平均曲率Ｋへの曲率Ｋｙの寄与の度合いを大きくしてドーミング量を低減させることが記載されている。
【０００９】
特許文献４には、シャドウマスクの電子銃側の面に半球状の凹部を形成することによって、有孔領域の表面積を増大させ、放熱効果を増大させることにより、ドーミング量を低減させることが記載されている。
【００１０】
特許文献５には、ハーフエッチング量がシャドウマスクの中央部から周縁部に向かうにつれて少なくなるように、有孔領域内にハーフエッチングを形成することにより、カラー受像管輸送時の落下などによる衝撃を受けたときのシャドウマスクの塑性変形量を低減することが記載されている。
【００１１】
特許文献６には、単位面積あたりの容量がシャドウマスクの中央部で最大になるように、有孔領域内に複数の窪み穴を形成することにより、カラー受像管輸送時の落下などによる衝撃を受けたときのシャドウマスクの変形を低減することが記載されている。
【特許文献１】特開昭５８−１７５２３８号公報
【特許文献２】特開昭６０−２０７２３２号公報
【特許文献３】特開昭６０−２４００２８号公報
【特許文献４】特開２０００−１００３４１号公報
【特許文献５】特開２００１−３４５０５７号公報
【特許文献６】特開２００３−１６９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に開示された水平方向に延びた溝状部は、シャドウマスクの成形性を向上させることはできても、ドーミングを抑制することはできない。この溝状部により実質的な板厚が減少するために、シャドウマスクの周辺への熱伝導性が悪くなり、ドーミング抑制には逆効果である。
【００１３】
また、特許文献２，３では、溝状の薄肉部は、曲率が所定の条件を満たすシャドウマスクの一部分にのみ形成される。このような構造では、シャドウマスク全体で膨張を抑制することが出来ない。また、実質的な板厚が減少するために、シャドウマスクの周辺への熱伝導性が悪くなり、ドーミングの抑制効果は小さい。
【００１４】
また、特許文献４では、有孔領域の表面積が増大するので放熱性は向上するものの、実質的な板厚が減少するために、シャドウマスクの周辺への熱伝導性が悪くなる。従って、これらの効果が相殺して、結果としてドーミングの抑制効果は小さい。
【００１５】
また、特許文献５，６のシャドウマスクは、衝撃による変形量の低減効果は有するが、ドーミングを抑制することはできない。むしろ、シャドウマスクの実質的な板厚が減少するために、シャドウマスクの周辺への熱伝導性が悪くなり、ドーミング抑制には逆効果である。
【００１６】
本発明は、前記の従来の問題を解決するためになされたものであり、シャドウマスクの実質的な板厚が薄くなり、このためにシャドウマスクの熱伝導性が劣化しても、電子ビームの蛍光体に対する位置ズレ量が低減され、画像品位の良いカラー受像管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係るカラー受像管は、内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、前記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、複数の電子ビーム通過孔が形成された矩形状の有孔領域を備え、前記蛍光体スクリーンに対向して配置されたシャドウマスクとを備える。前記シャドウマスクは、前記有孔領域内に複数の凹部を有している。
【００１８】
そして、第１のカラー受像管では、単位面積あたりの前記凹部の面積が、前記有孔領域の中心から周辺に行くにしたがって大きくなっていることを特徴とする。
【００１９】
第２のカラー受像管では、前記カラー受像管の管軸をＺ軸、前記有孔領域の長辺と平行で前記Ｚ軸と直交する軸をＸ軸、前記有孔領域の短辺と平行で前記Ｚ軸及び前記Ｘ軸と直交する軸をＹ軸としたとき、前記凹部は長手方向及び短手方向を有し、前記凹部の前記長手方向の両端点のうち、前記Ｘ軸から遠い側の端点は前記Ｘ軸に近い側の端点よりも前記Ｙ軸寄りに位置し、前記凹部の平面形状が前記Ｘ軸に関して対称であることを特徴とする。
【００２０】
第３のカラー受像管では、前記Ｙ軸方向に互いに隣り合う２つの前記凹部間の前記Ｙ軸方向の距離は、前記Ｙ軸に近い側よりも、前記Ｙ軸から遠い側の方で小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ドーミングによる電子ビームの蛍光体スクリーンへの入射位置ズレ量が小さく、画像品位の良いカラー受像管を提供する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
図１に本発明の一実施形態に係るカラー受像管の全体構成を示す。以下の説明の便宜のために、カラー受像管の管軸をＺ軸、略矩形状の蛍光体スクリーンの長辺と平行でＺ軸と直交する軸をＸ軸（長軸）、略矩形状のスクリーンの短辺と平行でＺ軸及びＸ軸と直交する軸をＹ軸（短軸）とする。
【００２４】
カラー受像管は、その長辺がＸ軸方向と平行である矩形状のパネル１、パネル１の側壁２に接合された漏斗状の形状を持つファンネル３、およびファンネル３から延びるネック４からなる外囲器を有している。パネル１の内面には蛍光体スクリーン５が形成されている。蛍光体スクリーン５に対向して、色選別電極であるシャドウマスク構体６がパネル１に保持されている。
【００２５】
シャドウマスク構体６は、電子ビーム通過孔となる開孔が多数形成されたシャドウマスク７と、Ｌ字型断面を有し矩形枠形状のマスクフレーム８とからなる。シャドウマスク７は、その周辺のスカート部がマスクフレーム８に固定されることで、マスクフレーム８に保持されている。シャドウマスク構体６は、マスクフレーム８の側壁に設けられた弾性支持体（図示せず）をパネル側壁２の内壁面に植設されたスタッドピン（図示せず）に係止することで、パネル１の内面に支持されている。シャドウマスク７の電子ビーム通過孔の開口形状は、用途に応じて矩形状または円形状である。
【００２６】
ネック４内にはＸ軸上にインライン配列された３本の電子ビーム９Ｒ、９Ｇ、９Ｂを放出する電子銃１０が収納されている。この電子銃１０から放出された電子ビーム９Ｒ、９Ｇ、９Ｂは、ファンネル３の外周面上に取り付けられた偏向ヨーク１１により偏向され、シャドウマスク構体６を通過して、蛍光体スクリーン５を水平方向及び垂直方向に走査して画像を表示する。
【００２７】
画面アスペクト比４対３で画面有効径６８ｃｍの２９インチタイプのカラー受像管でのを一例を挙げれば、パネル１の外面は曲率半径５０，０００ｍｍと実質的に平坦となっている。
【００２８】
図２に本発明の一実施形態に係るシャドウマスク７の斜視図を示す。また、図３にシャドウマスク７のＸ軸及びＺ軸を含むＸＺ面に沿った断面図を示す。シャドウマスク７は、主面部７０と、Ｚ軸にほぼ平行となるように主面部７０に対して屈曲されて主面部７０に連設されたスカート部７３とを備える。主面部７０は、電子ビームが通過する多数の電子ビーム通過孔（貫通孔、以下「開孔」という）３０が形成された、蛍光体スクリーン５と対向する略矩形状の曲面からなる有孔領域７１と、有孔領域７１の外周を取り囲む、開孔３０が形成されていない無孔領域７２とからなる。図２の二点鎖線は有孔領域７１の周縁であり、有孔領域７１と無孔領域７２との境界を示す。有孔領域７１の周縁は、互いに対向する一対の長辺７４Ｌと、互いに対向する一対の短辺７４Ｓとからなる。スカート部７３が略矩形枠状のマスクフレーム８の内側に嵌め込まれて、スカート部７３とマスクフレーム８とが溶接される。このようなシャドウマスク７は、エッチングにより開孔３０を形成した金属平板をプレス成形することにより作成される。
【００２９】
図４（Ａ）に、本発明の一実施形態に係るシャドウマスク７の有孔領域７１の拡大平面図を、図４（Ｂ）にそのＸＺ面に沿った拡大断面図をそれぞれ示す。各開孔３０の開口形状はほぼ矩形状であり、その長手方向をＹ軸方向に、その短手方向（幅方向）をＸ軸方向にして配置されている。複数の開孔３０がブリッジ３５を介してＹ軸方向に一直線上に並んで開孔列３１を形成している。複数の開孔列３１がＸ軸方向に所定の配列ピッチで配置されている。各開孔３０は、図４（Ｂ）に示すように、蛍光体スクリーン側表面からエッチングにより形成された大孔３２と電子銃側表面からエッチングにより形成された小孔３３とが連通することにより形成された連通孔（貫通孔）である。Ｚ軸が交差する有効領域７１の中心から周辺にいくにしたがって、大孔３２の中心位置が小孔３３の中心位置に対して、相対的に周辺側に位置ズレ（オフセット）している。このような開孔３０を備えるシャドウマスクは一般にオフセットマスクと呼ばれる。
【００３０】
シャドウマスク７の材料としては、例えば、板厚０．１〜０．２５ｍｍ程度の、鉄材又は低熱膨張材として良く知られるインバー材（Ｆｅ−３６％Ｎｉ合金）などの金属材料を使用できる。
【００３１】
有効領域７１内には、上記開孔３０に加えて、複数の凹部４０が形成されている。凹部４０はシャドウマスク７の一方の側の面からハーフエッチングにより形成された非貫通孔である。複数の凹部４０がＹ軸方向に一直線上に並んで凹部列４１を形成している。Ｘ軸方向に、開孔列３１と凹部列４１とが交互に配置されている。
【００３２】
本実施形態では、シャドウマスク７の単位面積あたりの凹部４０の面積は、有孔領域７１の中心から周辺にいくに従って大きくなっている。ここで、凹部４０の面積とは、図４（Ａ）に示すように、有孔領域７１を、その法線方向から見たときの、凹部４０が形成されている領域の面積をいう。
【００３３】
この構成により、このような凹部４０を形成しない場合に比べて、シャドウマスク７の有孔領域７１内の剛性は、その中心から周辺に行くにしたがって小さくなる。これによる作用を以下に説明する。
【００３４】
まず、シャドウマスク７の剛性と熱膨張時の変形の方向との関係を述べる。
【００３５】
Ｘ軸上の画面中心から離れた領域に高輝度表示を行った場合を考える。図５は、このときのシャドウマスク７の主面部７０を示した正面図である。有孔領域７１のうち、画面の高輝度表示領域に対応する領域１９を、電子ビームにより加熱される昇温領域、昇温領域１９に対してＸ軸方向において中央側の領域２０を内側領域、昇温領域１９に対してＸ軸方向において周辺側の領域２１を外側領域と呼ぶ。
【００３６】
図６（Ａ）〜図６（Ｃ）はこのときのシャドウマスク７が熱膨張する様子を示した概略図であり、図６（Ａ）は、シャドウマスク７の剛性を昇温領域１９に対して内側領域２０及び外側領域２１で小さくした場合、図６（Ｂ）は、シャドウマスク７の剛性を昇温領域１９に対して内側領域２０及び外側領域２１で大きくした場合、図６（Ｃ）は、シャドウマスク７の剛性を昇温領域１９に対して内側領域２０で大きくし、外側領域２１で小さくした場合をそれぞれ示す。
【００３７】
図６（Ａ）〜図６（Ｃ）において、太い実線２２はシャドウマスク７の熱膨張前の形状、細い点線２３は剛性が均一であると仮定した場合のシャドウマスク７の熱膨張時の形状、細い実線２４は剛性を昇温領域１９に対して内側領域２０及び外側領域２１で上記のように異ならせた場合のシャドウマスク７の熱膨張時の形状、細い点線の矢印２５は剛性が均一であると仮定した場合のシャドウマスク７の熱膨張時の変位ベクトル、細い実線の矢印２６は剛性を昇温領域１９に対して内側領域２０及び外側領域２１で上記のように異ならせた場合のシャドウマスク７の熱膨張時の変位ベクトル、白抜きの太い矢印２７は剛性の違いによるシャドウマスク７の熱膨張時の変位の差、をそれぞれ示している。
【００３８】
図６（Ａ）のように、シャドウマスク７の剛性を昇温領域１９に対して内側領域２０及び外側領域２１で小さくした場合、シャドウマスク７の剛性が均一である場合に比べて、内側領域２０及び外側領域２１では圧縮変形しやすくなるので、昇温領域１９での熱膨張が内側領域２０及び外側領域２１で吸収されやすくなる。即ち、シャドウマスク７の表面の接線方向への変位量が、内側領域２０及び外側領域２１で大きくなる。従って、白抜きの太い矢印２７で示したように、シャドウマスク７の変位ベクトル２５が変位ベクトル２６のように変化する。よって、シャドウマスク７は、内側領域２０及び外側領域２１が昇温領域１９の中心から離れるように変形する。
【００３９】
逆に、図６（Ｂ）のように、シャドウマスク７の剛性を昇温領域１９に対して内側領域２０及び外側領域２１で大きくした場合、シャドウマスク７の剛性が均一である場合に比べて、内側領域２０及び外側領域２１では圧縮変形しにくくなるので、昇温領域１９での熱膨張は内側領域２０及び外側領域２１で吸収されにくくなる。即ち、シャドウマスク７の表面の接線方向への変位量が、内側領域２０及び外側領域２１で小さくなる。従って、白抜きの太い矢印２７で示したように、シャドウマスク７の変位ベクトル２５が変位ベクトル２６のように変化する。よって、シャドウマスク７は、内側領域２０及び外側領域２１が昇温領域１９の中心に接近するように変形する。
【００４０】
一方、図６（Ｃ）のように、シャドウマスク７の剛性を昇温領域１９に対して内側領域２０で大きくし、外側領域２１で小さくした場合、シャドウマスク７の剛性が均一である場合に比べて、内側領域２０では圧縮変形しにくく、外側領域２１では圧縮変形しやすくなるので、昇温領域１９での熱膨張は内側領域２０では吸収されにくく、外側領域２１では吸収されやすくなる。従って、白抜きの太い矢印２７で示したように、シャドウマスク７の変位ベクトル２５が変位ベクトル２６のように変化する。よって、シャドウマスク７は、内側領域２０が昇温領域１９の中心に接近するように、且つ、外側領域２１が昇温領域１９の中心から離れるように変形する。この結果、内側領域２０及び外側領域２１に挟まれた昇温領域１９は有孔領域７１の周辺方向に向かう方向に変位する。
【００４１】
以上から明らかなように、シャドウマスク７の有孔領域７１内の剛性が、その中央から周辺に行くにしたがって徐々に小さくなる場合には、カラー受像管の動作中に画面に高輝度信号が入力され、シャドウマスクが局部的に加熱されると、その加熱された部分及びその周辺領域は、図６（Ｃ）の変位ベクトル２６に示したように、有孔領域７１の周辺方向への変位成分をともなって、蛍光体スクリーン側に突出変形する。図６（Ｃ）の変位ベクトル２６の方向は、変位ベクトル２５の方向に比べて、電子ビームの軌道方向により近い。従って、シャドウマスク７が局所的に加熱されて変形しても、電子ビーム通過孔を通過した電子ビームの蛍光体スクリーンへの入射位置ズレ量を小さく抑えることができる。
【００４２】
本発明の別の実施形態では、図４（Ａ）に示すように、有孔領域７１の法線方向から見たとき、凹部４０が長手方向４２及び短手方向４３を有し、かつ凹部４０の長手方向４２の両端点４２ａ，４２ｂのうち、Ｘ軸から遠い側の端点４２ａはＸ軸に近い側の端点４２ｂよりもＹ軸寄りに位置し、かつ凹部４０の平面形状がＸ軸に関して対称である（以下、この凹部４０の形状を形状Ａという）。
【００４３】
また、本発明の更に別の実施形態では、図７（Ａ）に示すように、有孔領域７１の法線方向から見たとき、Ｙ軸方向に互いに隣り合う２つの凹部５０間のＹ軸方向の距離が、Ｙ軸に近い側よりも、Ｙ軸から遠い側の方が小さい。より具体的には、Ｙ軸に最も近い側の互いに向かい合う端点５２間の距離Ｄ１よりも、Ｙ軸から最も遠い側の互いに向かい合う端点５３ａと端点５３ｂとの間の距離Ｄ２の方が小さい（以下、この凹部５０の形状を形状Ｂという）。図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＸＺ面に沿った拡大断面図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）において、凹部５０は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示した凹部４０と同様に、シャドウマスク７の一方の側の面からハーフエッチングにより形成された非貫通孔である。複数の凹部５０がＹ軸方向に一直線上に並んで凹部列５１を形成している。Ｘ軸方向に、開孔列３１と凹部列５１とが交互に配置されている。図７（Ｂ）及び図７（Ａ）において、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）と同一の符号を付した要素は図４（Ａ）及び図４（Ｂ）と同一の構成及び作用を有する。従って、それらについての説明を省略する。
【００４４】
形状Ａ又は形状Ｂを有する凹部４０，５０による作用を以下に説明する。
【００４５】
前記凹部４０，５０がない場合、矩形状の開孔３０を有するシャドウマスク７の有孔領域７１内の剛性は、その構造により、異方性を有する。つまり、開孔３０がＹ軸方向を長手方向とする異方形状であるから、剛性が最も小さい方向はＸ軸と平行な方向、剛性が最も大きい方向はＹ軸と平行な方向となる。
【００４６】
シャドウマスク７の剛性と熱膨張時の変形との関係は上述した通りであるため、前記凹部４０，５０がない場合には、シャドウマスク７の表面の接線方向への変位量は、Ｘ軸方向と平行な方向において最も大きく、Ｙ軸と平行な方向において最も小さくなる。
【００４７】
これに対して、図４（Ａ）のような形状Ａの凹部４０を形成すると、異方性の方向が変化する。具体的には、剛性が最も小さい方向は、Ｘ軸と平行な方向から凹部４０の短手方向４３と平行な方向側へ、剛性が最も大きい方向は、Ｙ軸方向と平行な方向から凹部４０の長手方向４２と平行な方向側へ、それぞれ傾く。
【００４８】
従って、図４（Ａ）のような形状Ａの凹部４０を形成することにより、シャドウマスク７の表面の接線方向に沿った膨張量が最も大きくなる方向は、Ｘ軸と平行な方向から凹部４０の短手方向４３と平行な方向側に傾く。
【００４９】
凹部４０の形状はＸ軸に対して対称であるので、シャドウマスク７のＸ軸上の点は、膨張によってＹ軸方向に変位することはない。また、図８に示すように、膨張量が最も大きな方向である凹部４０の短手方向において、Ｙ軸に向かう向き４４ａ，４４ｂの変位は制限される。従って、シャドウマスク７は、Ｙ軸から遠ざかる向き４５ａ，４５ｂに変位する。更に、凹部４０の形状はＹ軸に対しても対称である。この結果、熱膨張の際に、シャドウマスク７の有孔領域７１は、その中心Ｐ０から周辺へ向かうように変位する。
【００５０】
また、図７（Ａ）のような形状Ｂの凹部５０を形成した場合、図９に示すように、Ｙ軸方向に互いに隣り合う２つの凹部５０間の微小領域を考える。形状Ｂの凹部５０は、端点５２と端点５３ａとを結ぶ辺５０ａ、及び端点５２と端点５３ｂとを結ぶ辺５０ｂを有し、これらはＹ軸と平行ではない。従って、辺５０ａ，５０ｂに垂直な方向の剛性は相対的に小さい。これにより、シャドウマスク７の表面の接線方向への変位量は、辺５０ａ，５０ｂに垂直な方向において最も大きくなる。
【００５１】
Ｙ軸方向に隣り合う２つの凹部５０は、同形状であり、且つ、Ｘ軸と平行でこの２つの凹部５０から等距離の直線Ｌｘに対して対称である。従って、シャドウマスク７のＸ軸上の点は、膨張によってＹ軸方向に変位することはない。また、膨張量が最も大きな方向である凹部５０の辺５０ａ，５０ｂに垂直な方向において、Ｙ軸に向かう向き５４ａ，５４ｂの変位は制限される。従って、シャドウマスク７は、Ｘ軸及びＹ軸から遠ざかる向き５５ａ，５５ｂに変位する。更に、凹部５０の形状はＹ軸に対しても対称である。この結果、熱膨張の際に、シャドウマスク７の有孔領域７１は、その中心Ｐ０から周辺へ向かうように変位する。
【００５２】
以上のように、有孔領域７１内に、形状Ａの凹部４０又は形状Ｂの凹部５０を形成することにより、シャドウマスクが局部的に加熱された場合には、その加熱された部分及びその周辺領域は、有孔領域７１の周辺方向への変位成分をともなって、蛍光体スクリーン側に突出変形する。このときの変形部分の変位方向は電子ビームの軌道方向とほぼ同方向である。従って、シャドウマスク７が局所的に加熱されて変形しても、電子ビーム通過孔を通過した電子ビームの蛍光体スクリーンへの入射位置ズレ量を小さく抑えることができる。
【００５３】
本発明において、上記凹部４０，５０は、シャドウマスク７の有孔領域７１の電子銃側の表面に形成されていることが好ましい。この理由は以下の通りである。
【００５４】
図４（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示したように、開孔３０は、シャドウマスク７の蛍光体スクリーン側表面から形成された大孔３２と電子銃側表面から形成された小孔３３とからなる連通孔（貫通孔）である。従って、開孔３０のシャドウマスク７の表面での開口径は、蛍光体スクリーン側表面の方が電子銃側表面よりも大きい。よって、凹部４０，５０は、シャドウマスク７の蛍光体スクリーン側表面ではなく、電子銃側表面に形成する方が、シャドウマスク７の表面で、開孔３０と干渉することなく、凹部４０，５０により大きな寸法を確保することができる。
【００５５】
従って、単位面積あたりの凹部４０，５０の面積を有孔領域７１の中心から周辺に行くにしたがって大きくする場合には、必要に応じて剛性の変化を大きくすることができ、ドーミング時の電子ビームの蛍光体スクリーンに対する入射位置ズレ量を更に小さく抑えることができる。
【００５６】
また、凹部４０，５０の面積が有孔領域７１内において略一定である場合であっても、凹部４０，５０の寸法が大きいほど、熱膨張の際に、シャドウマスク７の有孔領域７１の中心Ｐ０から周辺へ向かう変位量を大きくすることができるので、電子ビームの蛍光体スクリーンに対する入射位置ズレ量を更に小さく抑えることができる。
【００５７】
Ｙ軸と略平行な方向に並んだ複数の小孔３３の列を小孔列と呼ぶ。本発明においては、図４（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示したように、凹部列４１，５１の中心４１ａ，５１ａから、この凹部列４１，５１に対してＹ軸側に隣り合う小孔列の中心３３ａまでの距離をＤａ、この凹部列４１，５１に対してＹ軸とは反対側に隣り合う小孔列の中心３３ｂまでの距離をＤｂとしたとき、Ｄａ＞Ｄｂを満足することが好ましい。ここで、凹部列４１，５１の中心４１ａ，５１ａは、凹部列４１，５１を構成する各凹部４０，５０のシャドウマスク７の表面における形成領域のＸ軸方向の中心位置を順に結んだＹ軸と略平行な直線で定義される。また、小孔列の中心３３ａ，３３ｂは、小孔列を構成する各小孔３３のシャドウマスク７の表面における形成領域のＸ軸方向の中心位置を順に結んだＹ軸と略平行な直線で定義される。Ｄａ＞Ｄｂによる作用効果は以下の通りである。
【００５８】
上記の通り、シャドウマスク７は、各開孔３０において、大孔３２の中心位置は小孔３３の中心位置に対して、相対的に周辺側に位置ズレ（オフセット）しているオフセットマスクであることが好ましい。この場合であっても、Ｄａ＞Ｄｂであると、大孔３２と凹部４０，５０との間の距離を大きく確保することができるので、シャドウマスク７の表面で、凹部４０，５０に、より大きな寸法を確保することができる。特に、凹部４０，５０と小孔３３とをシャドウマスク７の同じ側に面に形成する場合に有効である。
【００５９】
従って、単位面積あたりの凹部４０，５０の面積を有孔領域７１の中心から周辺に行くにしたがって大きくする場合には、必要に応じて剛性の変化を大きくすることができ、ドーミング時の電子ビームの蛍光体スクリーンに対する入射位置ズレ量を更に小さく抑えることができる。
【００６０】
また、凹部４０，５０の面積が有孔領域７１内において略一定である場合であっても、凹部４０，５０の寸法が大きいほど、熱膨張の際に、シャドウマスク７の有孔領域７１の中心Ｐ０から周辺へ向かう変位量を大きくすることができるので、電子ビームの蛍光体スクリーンに対する入射位置ズレ量を更に小さく抑えることができる。
【００６１】
以上述べたように、（１）単位面積あたりの凹部の面積を、有孔領域７１の中心から周辺に行くにしたがって大きくすることにより、及び／又は、（２）凹部の形状を上記形状Ａ若しくは形状Ｂとすることにより、シャドウマスクの有孔領域７１は、熱膨張時に、周辺方向への変位成分をともなって蛍光体スクリーン側に突出するように変形する。従って、電子ビーム通過孔を通過した電子ビームの蛍光体スクリーンへの入射位置ズレ量を小さく抑えることができる。
【００６２】
本発明では、単位面積あたりの凹部の面積が有孔領域７１の中心から周辺に行くにしたがって大きくなっている場合、該凹部の形状は、上記形状Ａ若しくは形状Ｂであっても良いし、これら以外の形状（例えば任意の厚さ方向断面が半球状）であっても良い。単位面積あたりの凹部の面積が有孔領域７１の中心から周辺に行くにしたがって大きくなっていれば、凹部の形状にかかわらず、熱膨張時に、有孔領域７１を周辺方向への変位成分をともなって蛍光体スクリーン側に突出するように変形させることができる。
【００６３】
また、凹部の形状が上記形状Ａ若しくは形状Ｂである場合、単位面積あたりの該凹部の面積は有孔領域７１の中心から周辺に行くにしたがって大きくなっていても良いし、大きくなっていなくても（例えば単位面積あたりの該凹部の面積が有孔領域７１において一定であっても）良い。凹部の形状が上記形状Ａ若しくは形状Ｂであれば、単位面積あたりの該凹部の面積にかかわらず、有孔領域７１内において剛性が最も小さい方向を凹部がない場合に比べて変化させることができるので、熱膨張時に、有孔領域７１を周辺方向への変位成分をともなって蛍光体スクリーン側に突出するように変形させることができる。
【００６４】
一般的にパネル１の外面は、その曲率半径が１０，０００ｍｍ以上であれば平坦であると認識できる。このような平坦なパネル１を備えるカラー受像管のシャドウマスク７が上述した凹部を備えると、ドーミング時に電子ビームの蛍光体スクリーンに対する入射位置ズレ量を低減して色ズレを低減できるという本発明の効果が顕著に発揮されるので好ましい。
【実施例】
【００６５】
（実施例１）
本発明を、画面アスペクト比４対３、画面有効寸法６８ｃｍ、パネル外面が略フラットの２９インチカラー受像管に適用した場合を示す。このカラー受像管に用いられるシャドウマスク７は、図４（Ａ）に示す形状Ａ（略長円形（又は略長方形））の凹部４０を有していた。凹部４０のＸ軸方向の配列ピッチをＰＨａ、Ｙ軸方向の配列ピッチをＰＶａ、短手方向４３の幅をＷａ、長手方向４２の長さをＬａ、長手方向４２のＹ軸に対する傾斜角をθとする。ＰＶａは有孔領域７１内の全ての凹部４０で一定でＰＶａ＝０．４７２ｍｍであり、これは開孔３０のＹ軸方向の配列ピッチより小さくした。θは有孔領域７１内の全ての凹部４０で一定で、θ＝４５°とした。有孔領域７１の中心Ｐ０では凹部４０は形成しなかったから、中心Ｐ０ではＷａ＝Ｌａ＝０である。Ｘ軸上のＸ＝１００ｍｍの地点ではＰＨａ＝０．７６６ｍｍ，Ｗａ＝０．１４ｍｍ，Ｌａ＝０．３２ｍｍ、Ｘ軸上のＸ＝２００ｍｍの地点ではＰＨａ＝０．８８ｍｍ，Ｗａ＝０．２２ｍｍ，Ｌａ＝０．４８ｍｍ、Ｘ軸端ではＰＨａ＝０．９９４ｍｍ，Ｗａ＝０．２５ｍｍ，Ｌａ＝０．５０ｍｍとした。Ｙ軸端では凹部４０は形成しなかったから、Ｙ軸端ではＷａ＝Ｌａ＝０である。長辺７４Ｌ上のＸ＝１００ｍｍの地点ではＰＨａ＝０．７５８ｍｍ，Ｗａ＝０．１７ｍｍ，Ｌａ＝０．３４ｍｍ、長辺７４Ｌ上のＸ＝２００ｍｍの地点ではＰＨａ＝０．９０１ｍｍ，Ｗａ＝０．２４ｍｍ，Ｌａ＝０．４８ｍｍ、対角軸端ではＰＨａ＝１．００６ｍｍ，Ｗａ＝０．２５ｍｍ，Ｌａ＝０．５０ｍｍとした。
【００６６】
Ｙ軸と略平行な方向に並んだ複数の大孔３２の列を大孔列と呼ぶと、いずれの凹部列４１の中心４１ａも、凹部列４１をＸ軸方向に挟む２つの大孔列の中心からほぼ等距離に位置していた。ここで、大孔列の中心は、大孔列を構成する各大孔３２のシャドウマスク７の表面における形成領域のＸ軸方向の中心位置を順に結んだＹ軸と略平行な直線で定義される。従って、図４（Ｂ）に示された、凹部列４１の中心４１ａと、この凹部列４１を挟む２つの小孔列の中心３３ａ，３３ｂとの間の距離Ｄａ，Ｄｂは、Ｄａ＞Ｄｂを満足していた。
【００６７】
上記のカラー受像管（実施例１）と、凹部４０が形成されていない以外は実施例１と同じカラー受像管（比較例１）について、Ｘ軸上のＸ＝１８５ｍｍの地点でのドーミングによる電子ビーム移動量を測定した。比較例１での電子ビーム移動量を１００とすると、実施例１での電子ビーム移動量は９３であった。
【００６８】
（実施例２）
本発明を、画面アスペクト比４対３、画面有効寸法６８ｃｍ、パネル外面が略フラットの２９インチカラー受像管に適用した場合を示す。このカラー受像管に用いられるシャドウマスク７は、図７（Ａ）に示す形状Ｂ（略三角形）の凹部５０を有していた。凹部５０のＸ軸方向の配列ピッチをＰＨｂ、Ｙ軸方向の配列ピッチをＰＶｂ、Ｘ軸方向の幅をＷｂ、Ｙ軸方向の長さをＬｂ、端点５２と端点５３ａとを結ぶ辺５０ａ及び端点５２と端点５３ｂとを結ぶ辺５０ｂのＹ軸に対する傾斜角をθａ，θｂとする。ＰＶｂは有孔領域７１内の全ての凹部５０で一定でＰＶｂ＝０．６３ｍｍであり、これは開孔３０のＹ軸方向の配列ピッチと同一とした。θａ，θｂは有孔領域７１内の全ての凹部５０で一定で、θａ＝θｂ＝４５°とした。有孔領域７１の中心Ｐ０では凹部５０は形成しなかったから、中心Ｐ０ではＷｂ＝Ｌｂ＝０である。Ｘ軸上のＸ＝１００ｍｍの地点ではＰＨｂ＝０．７６６ｍｍ，Ｗｂ＝０．１８ｍｍ，Ｌｂ＝０．３６ｍｍ、Ｘ軸上のＸ＝２００ｍｍの地点ではＰＨｂ＝０．８８ｍｍ，Ｗｂ＝０．２７ｍｍ，Ｌｂ＝０．５４ｍｍ、Ｘ軸端ではＰＨｂ＝０．９９４ｍｍ，Ｗｂ＝０．２９ｍｍ，Ｌｂ＝０．５８ｍｍとした。Ｙ軸端では凹部５０は形成しなかったから、Ｙ軸端ではＷｂ＝Ｌｂ＝０である。長辺７４Ｌ上のＸ＝１００ｍｍの地点ではＰＨｂ＝０．７５８ｍｍ，Ｗｂ＝０．２０ｍｍ，Ｌｂ＝０．４０ｍｍ、長辺７４Ｌ上のＸ＝２００ｍｍの地点ではＰＨｂ＝０．９０１ｍｍ，Ｗｂ＝０．２８ｍｍ，Ｌｂ＝０．５６ｍｍ、対角軸端ではＰＨｂ＝１．００６ｍｍ，Ｗｂ＝０．２９ｍｍ，Ｌｂ＝０．５８ｍｍとした。
【００６９】
Ｙ軸と略平行な方向に並んだ複数の大孔３２の列を大孔列と呼ぶと、いずれの凹部列５１の中心５１ａも、凹部列５１をＸ軸方向に挟む２つの大孔列の中心からほぼ等距離に位置していた。ここで、大孔列の中心は、大孔列を構成する各大孔３２のシャドウマスク７の表面における形成領域のＸ軸方向の中心位置を順に結んだＹ軸と略平行な直線で定義される。従って、図７（Ｂ）に示された、凹部列５１の中心５１ａと、この凹部列５１を挟む２つの小孔列の中心３３ａ，３３ｂとの間の距離Ｄａ，Ｄｂは、Ｄａ＞Ｄｂを満足していた。
【００７０】
上記のカラー受像管（実施例２）と、凹部５０が形成されていない以外は実施例２と同じカラー受像管（比較例２）について、Ｘ軸上のＸ＝１８５ｍｍの地点でのドーミングによる電子ビーム移動量を測定した。比較例２での電子ビーム移動量を１００とすると、実施例２での電子ビーム移動量は９３であった。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のカラー受像管の利用分野は特に限定されない。例えば、テレビジョンまたはコンピュータディスプレイ等に広範囲に利用できる。特に、外面の曲率半径が１０，０００ｍｍ以上である略平坦なパネルを備えたカラー受像管に好ましく利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラー受像管の、管軸及び水平方向軸を含む面での断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るシャドウマスクの概略構成を示した斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るシャドウマスクのＸＺ面に沿った断面図である。
【図４】（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るシャドウマスクの有孔領域の部分拡大平面図、（Ｂ）はそのＸＺ面に沿った拡大断面図である。
【図５】輝度の高い信号が画面の特定の領域に入力された場合の、シャドウマスクの主面部を示した模式図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は特定領域に高輝度表示を行った場合にシャドウマスクが熱膨張する様子を示した概略図であり、（Ａ）は、シャドウマスクの剛性を昇温領域に対してその内側領域及び外側領域で小さくした場合、（Ｂ）は、シャドウマスクの剛性を昇温領域に対してその内側領域及び外側領域で大きくした場合、（Ｃ）は、シャドウマスクの剛性を昇温領域に対してその内側領域で大きくし、その外側領域で小さくした場合をそれぞれ示す。
【図７】（Ａ）は、本発明の別の実施形態に係るシャドウマスクの有孔領域の部分拡大平面図、（Ｂ）はそのＸＺ面に沿った拡大断面図である。
【図８】図４（Ａ）に示した凹部付近の変位の方向を説明するための模式図
【図９】図７（Ａ）に示した凹部付近の変位の方向を説明するための模式図
【符号の説明】
【００７３】
１：パネル
２：パネル側壁
３：ファンネル
４：ネック
５：蛍光体スクリーン
６：シャドウマスク構体
７：シャドウマスク
８：マスクフレーム
９Ｂ、９Ｇ、９Ｒ：電子ビーム
１０：電子銃
１１：偏向ヨーク
１９：昇温領域
２０：昇温領域の内側領域
２１：昇温領域の外側領域
２２：シャドウマスクの熱膨張前の形状
２３：剛性が均一であると仮定した場合のシャドウマスクの熱膨張時の形状
２４：剛性を異ならせた場合のシャドウマスクの熱膨張時の形状
２５：剛性が均一であると仮定した場合のシャドウマスクの熱膨張時の変位ベクトル
２６：剛性を異ならせた場合のシャドウマスクの熱膨張時の変位ベクトル
２７：剛性の違いによるシャドウマスクの熱膨張時の変位の差
３０：電子ビーム通過孔（開孔）
３１：開孔列
３２：大孔
３３：小孔
３５：ブリッジ
４０：凹部
４１：凹部列
４２：凹部の長手方向
４２ａ，４２ｂ：凹部の長手方向端点
４３：凹部の短手方向
５０：凹部
５０ａ，５０ｂ：凹部の辺
５１：凹部列
５２，５３ａ，５３ｂ：凹部の端点
７０：主面部
７１：有孔領域
７２：無孔領域
７３：スカート部
７４Ｌ：有孔領域の長辺
７４Ｓ：有孔領域の短辺
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006269309.tif 000009
【図８】
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【図９】
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